上海石化大絲束碳纖維生產線上，現場人員正進行碳纖維上卷操作。李英豪攝 數據來源：工業和信息化部
海邊風場，風電機組迎風轉動。這些阻風抗腐的巨大葉片，由一束束直徑僅為頭發絲1/10、強度為鋼材料7至9倍的高性能碳纖維“編織”而成；
客廳臥房，液晶電視高清超薄。置于顯微鏡下看，實現顯示屏幕輕薄均勻的，是每平方毫米上百粒納米微球，它們相當于內部骨架，撐起兩塊玻璃面板。
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近年來，身量纖纖卻含金量十足的新材料，不斷擁抱千行百業，加速飛入千家萬戶。數據顯示，2012年以來，我國新材料產業規模快速擴大，總產值年復合增長率近20%，到2025年產值有望達到10萬億元。
材料強則制造強。作為新一輪科技革命和產業變革的關鍵領域，目前我國新材料領域取得哪些進展？加快促進新材料產業發展壯大，向何處發力？記者采訪了工信部有關負責人及業內多家企業。
產業規模迅速壯大，關鍵材料相繼突破
走進中國石化上海石化碳纖維產業基地，48K大絲束碳纖維國產生產線正加緊生產。紡絲、凝固、拉絲、干燥，一束束成型的白色原絲經過高溫碳化，最終纏繞成一軸軸高性能黑色碳纖維。
別小瞧這細細一束，其中包含了4.8萬根含碳量在95%以上的碳纖維。它們看似柔軟順滑，實則卻是全能選手，不僅強度高、密度低，還耐高溫、抗腐蝕，在高鐵動車、飛機部件、新能源等領域都能見到碳纖維的身影。
高性能為市場拓展打開全新空間。數據顯示，近10年來，我國碳纖維需求快速增長，2021年需求量達到6.2萬噸，同比增長27.7%。
“相對于小絲束，大絲束能在保持碳纖維優良性能的前提下，實現低成本生產，未來將有更廣闊的工業應用。”中國石化上海石化股份有限公司副總經理黃翔宇說，歷時6年多，去年10月，我國首套萬噸級48K大絲束碳纖維國產生產線投料開車，產品性能媲美國外同等級產品，一舉破除碳纖維生產和裝備受制于人的被動局面，真正實現自主可控。“目前正在加緊與下游客戶對接做產品認證，明年全部建成投產后，年產能將突破1.2萬噸。”
千里戈壁，碳纖維助力風電葉片迎風勁舞；城市中央，也有新材料于無聲處大顯身手。
上海徐匯，田林街道的繁榮商區，在夜幕里流光璀璨。支撐其電力輸送的，是深埋地下電纜管廊里，一條全長1.2公里的35千伏超導電纜。
“相比于傳統電纜，由超導材料制成的電纜不僅體積重量更小，且載流量能提升5至10倍。”上海超導科技股份有限公司總工程師朱佳敏介紹，公司量產制造的核心材料——第二代高溫超導帶材支撐了世界首條35千伏公里級超導電纜的建成。投運至今，歷經零下4攝氏度的寒冬和41攝氏度的盛夏，為約4.6萬用戶持續穩定供電超過400天。“運行數據符合設計指標，驗證了超導電纜大負荷供電的可能性，達到國際領先水平。”
從碳纖維到高溫超導的快速應用，是我國新材料產業蓬勃發展的生動腳注。“經過多年攻堅，目前我國已形成全球門類最齊全、規模第一的材料產業體系。”工信部原材料工業司有關負責人說，近年來，我國新材料產業取得長足進步，彰顯發展活力與韌性。
產業規模迅速壯大。2022年，我國新材料產業總產值約6.8萬億元，較2012年增長了近6倍。新材料領域國家先進制造業產業集群數量累計達到7個。
關鍵材料持續突破。復合材料主結構件應用于“天和號”空間站核心艙；民用大飛機用鋁合金薄板、防腐蝕環氧底漆材料等應用于C919大飛機；0.015毫米“手撕鋼”實現世界首創；超大型油輪耐蝕鋼成功用于30萬噸級油輪，我國成為全球第二個掌握該技術的國家。
創新體系加快布局。材料領域國家制造業創新中心數量累計達到6個，占國家制造業創新中心總數的25%；專精特新“小巨人”企業數量累計達到1972家，約占總數的22%，新材料產業發展生態日益完善。
緊緊錨定自主創新，后發追趕全力競速
勠力創新、攻堅克難。新材料產業茁壯成長的背后，是企業數十年如一日的研發積累和技術攻關。然而，在新材料領域，一旦在關鍵核心技術上實現了飛躍性創新和產業化突破，市場便會做出相應的反饋。
“新材料在許多產品成本中占比不高，但往往決定了下游產品性能的好壞，在高端材料領域更是贏者通吃，很容易形成‘卡脖子’局面。”蘇州納微科技股份有限公司董事長江必旺舉例道，二氧化硅納米孔道結構微球是胰島素等藥物分離純化和分析檢測的必備材料。其制備技術壁壘高，國內基本處于空白。如果按照國外的技術路徑仿制，設備昂貴、工藝復雜，且很難做到國外產品水平。
自2007年起，納微科技踏上了一場自主創新的跋涉。如果說，納米微球當時的既有路徑是“海量篩選”，那么江必旺所選的道路則是“定型栽培”，這意味著新技術的質量穩定性更好、效率更高。
“創新是征程，也是苦旅。基礎創新、原始創新很難，產業化也是很難的一環。”江必旺回憶，兩年內在實驗室實現了技術突破，但是因為進入了“無人區”，所以花費了近10年時間自研設備、優化工藝，這才完成邁向產業化的艱難一躍，掌握了精準量產納米微球的能力。
攤開賬本，過去10年年均超過15%的研發投入強度，轉化為近5年銷售額近10倍的增長。“產品推向歐美后，客戶青睞有加，高性能國產納米新材料在國際市場上占有了一席之地。”江必旺說。
錨定自主創新，一些新材料產品已然奮躍而上、后發追趕；與此同時，更多新材料企業正在同一起跑線，與國外同類企業全力競速。
江蘇昆山，昆山協鑫光電材料有限公司外圍，一塊塊兩米見方的茶色玻璃緊密排列、在陽光下熠熠生輝。“通過在導電玻璃基材上，涂布一層鈣鈦礦薄膜，再以激光刻定特殊圖案，便能有效吸收太陽光，并轉化為電能。”董事長范斌介紹，相較于傳統晶硅，鈣鈦礦光伏材料成本更低、光電轉化效率更高，將為逼近技術天花板的光伏產業打開全新的增長空間，“2021年，公司百兆瓦中試線已建成，預計今年底將達產。”
“盡管潛力巨大，但鈣鈦礦光伏技術發展時間較短，目前與國外同類企業都處在中試階段。”北京曜能科技有限公司董事長孫于超說，我國擁有全球最完備的光伏產業體系和最大的光伏應用市場，構成我們同臺競技的底氣和優勢，隨著國產鈣鈦礦光伏技術加快成熟落地，將持續鞏固我國光伏產業的領先地位，有力保障能源安全。
打通產業協同堵點，市場發展前景可期
“一代材料，一代裝備。”工信部原材料工業司有關負責人表示，作為戰略性、基礎性產業，新材料是未來高新技術產業發展的基石和先導，事關現代化產業體系建設大局。
《“十四五”原材料工業發展規劃》提出，到2025年，新材料產業規模持續提升，占原材料工業比重明顯提高。新材料產業創新能力明顯提升，重點行業研發投入強度達到1.5%以上，掌握一批具有自主知識產權的關鍵共性核心技術。
在采訪中，記者發現，當前我國新材料產業發展仍面臨研究先行、成果轉化、產用銜接“三難”，亟待打通上下游、產學研合作堵點。
“從無到有的新材料突破，需要設備、原材料等上下游產業配套的協同推進。”范斌表示，以鈣鈦礦光伏材料為例，其使用的導電玻璃的性能和加工工藝有更嚴格的要求，這就需要材料供應商也能持續成長，推動新材料應用快速迭代。
脫胎于上海交通大學，上海超導科技受益于產學研用融合，也寄望于產學研用一體化。“公司的原始技術來源于上海交大，目前已與學校共建了超導聯合研究院。”在朱佳敏看來，高校是科技創新的策源地，企業是技術成果產業化的主陣地，“期待更好完善產學研協同機制，進一步提升科技成果轉化的效率。”
有企業呼吁進一步加大新材料產業的資金支持和人才培育。
“新材料往往需要長期持續的研發投入，對企業經營造成不小壓力。”江必旺建議，給予更多稅收政策支持，助力企業攻克“卡脖子”技術。孫于超提出，一些新材料處在全新領域，缺乏現成人才，需要加快完善學科建設、為產業輸送所需優質人才。
據了解，針對材料產需銜接不暢、研制及驗證效率低等難題，目前工信部已創新搭建了民機材料、新能源汽車驅動電機用稀土永磁材料等重點領域上下游合作機制。同時，健全新材料統計和標準體系，完善新材料學科建設、強化各類人才培養。
搶抓機遇，迎接挑戰。新春伊始，接受采訪的新材料企業規劃清晰，滿懷信心——
跨過48K大絲束碳纖維產線的國產化門檻，中國石化上海石化正全力以赴拓展市場。“目前部分產品已經過客戶認證，意向訂單不斷增加，今年預計銷售量將突破4000噸。”
乘著高溫超導核聚變的應用東風，筑廠房、搞裝修、造設備馬不停蹄，“小巨人”企業上海超導科技迎來跨越式發展。朱佳敏告訴記者，“新廠區投資3億元，今年下半年將搬至新廠房，預計年底千公里級新產線將組裝完成。”
得益于鈣鈦礦光伏材料的發展潛質，創業公司曜能科技前不久拿到一筆大額市場投資。“今年公司團隊已擴展到數十人，預計今年下半年，兩兆瓦工業級產品中試試驗線將達產，加快向百兆瓦級量產產線邁進。”孫于超說。
“下一步將持續優化新材料創新發展生態，統籌推進短板突破和材料先行，加快促進我國新材料產業創新發展，在更多新領域實現追趕超越。”工信部原材料工業司有關負責人說。
責任編輯：黃璐
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